CN103804845A - 一种高强度、高导热abs母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高强度、高导热ABS母粒，其中改性ABS母粒以重量份计包括：ABS粒子100份，石墨烯干粉0.01～5份，相容剂5～10份，增韧剂3～10份，抗氧剂0.1～0.3份；其制备方法为：先将ABS粒子经过带有静电的石墨烯干粉喷涂改性，然后将改性ABS粒子与其他组分混合再送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，最后经过模头挤出造粒。本发明不仅使ABS材料在导热性能得到了大幅提高的情况下，同时还一定幅度上提升了其力学性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种高强度、高导热ABS母粒及其制备方法。
背景技术
ABS是指丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，由于其具有综合性能优良，价格低且易成型加工的优点，被广泛应用于汽车、纺织配件、电子电器、精密机械等领域。但其也存在一些性能缺陷，特别是其导热性能一般，在使用时易产生热量积累，既影响使用寿命，又限制了其应用范围。因此，开发一种改性ABS组合物以克服前述性能缺陷确有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度、高导热ABS母粒及其制备方法，改性后的ABS粒子具有优良的耐化学腐蚀性、耐热性、韧性。
一种高强度、高导热ABS母粒，以重量份计包括：ABS粒子100份，石墨烯干粉0.01～5份，相容剂5～10份，增韧剂3～10份，抗氧剂0.1～0.3份。
作为上述发明的进一步优选，所述ABS粒子粒度为5～100目。
作为上述发明的进一步优选，所述相容剂为PP-g-MAH或ABS-g-MAH。
作为上述发明的进一步优选，所述增韧剂为MBS、SBS或SEBS中的一种。
作为上述发明的进一步优选，所述抗氧剂为抗氧剂2921。
作为上述发明的进一步优选，所述石墨烯干粉厚度为1～2nm。
上述石墨烯改性高强度、高导热ABS母粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，对ABS粒子经过带有静电的石墨烯干粉喷涂改性，静电输出电压为10～25KV，静电输出电流为5～15μA，出粉量为2～10g/min；
步骤2，将步骤1所得改性ABS粒子、相容剂、增韧剂和抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干；
步骤3，将步骤2所得干燥好的物料送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，经过模头挤出造粒后，得到石墨烯改性高强度、高导热ABS母粒。
本发明将石墨烯通过静电涂布机喷嘴，使石墨烯粉末带负电，喷涂于搅拌中的带正电（且接地）高分子材料上。由于是使用静电喷涂，石墨烯粉末与高分子材料均带电荷，可以控制石墨烯在高分子材料表面的喷涂厚度小于20nm。不会出现局部不均匀的现象。同时由于石墨烯材料与高分子材料，通过同时静电方式结合，使两者结合十分紧密，形成了特殊的结构。相较于普通的高速搅拌机混合，容易保持石墨烯对高分子材料的包覆结构，在挤出制粒后结构也能保持，因而产生了特殊的导热性能与相对较好的力学性能。
本发明的ABS材料不仅导热性能得到了大幅提高，同时其力学性能也有一定幅度提升。而传统的导热改性高分子材料，在提高导热率之后，往往因为导热填料的加入影响和降低其机械性能。
具体实施方式
实施例1
对ABS粒子进行石墨烯静电喷涂改性：以重量份计，将2份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为10KV、静电输出电流为5μA、出粉量为4g/min，将石墨烯干粉喷涂于搅拌下的100份粒度为10～15目的ABS粒子上；然后将改性后的ABS粒子与5份相容剂PP-g-MAH、3份增韧剂MBS和0.3份抗氧剂2921加入高速混合机中混合均匀，最后经过模头挤出造粒即可。
实施例2
对ABS粒子进行石墨烯静电喷涂改性：以重量份计，将0.5份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为15KV、静电输出电流为8μA、出粉量为2g/min，将石墨烯干粉喷涂于搅拌下的100份粒度为100目的ABS粒子上；然后将改性后的ABS粒子与6份相容剂PP-g-MAH、5份增韧剂MBS和0.3份抗氧剂2921加入高速混合机中混合均匀，最后经过模头挤出造粒即可。
实施例3
对ABS粒子进行石墨烯静电喷涂改性：以重量份计，将0.01份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为10KV、静电输出电流为15μA、出粉量为5g/min，将石墨烯干粉喷涂于搅拌下的100份粒度为100目的ABS粒子上；然后将改性后的ABS粒子与5份相容剂ABS-g-MAH、3份增韧剂SBS和0.1份抗氧剂2921加入高速混合机中混合均匀，最后经过模头挤出造粒即可。
实施例4
对ABS粒子进行石墨烯静电喷涂改性：以重量份计，将5份厚度为1～2nm的石墨烯干粉放置于静电喷涂机中，设定静电输出电压为25KV、静电输出电流为15μA、出粉量为10g/min，将石墨烯干粉喷涂于搅拌下的100份粒度为100目的ABS粒子上；然后将改性后的ABS粒子与10份相容剂ABS-g-MAH、10份增韧剂SEBS和0.2份抗氧剂2921加入高速混合机中混合均匀，最后经过模头挤出造粒即可。
对比例
本实施例中石墨烯的用量为0份，不进行ABS粒子喷涂改性，其他投料及工艺步骤同实施例2。
将实施例1～4所得样品与对比例所得样品进行性能测试，具体数据如下：
由以上数据可知，经过石墨烯改性ABS粒子相比对比例不仅力学性能得到显著上升，而且其导热系数也有明显提高。其改性原因可能为：1、石墨烯对于ABS分子三级分布产生影响，进而对力学性能产生改变；2、石墨烯本身的结构与其在ABS材料中的分布方式有利于热量的传导。
Claims (7)
1.一种高强度、高导热ABS母粒，其特征在于：以重量份计包括：ABS粒子100份，石墨烯干粉0.01～5份，相容剂5～10份，增韧剂3～10份，抗氧剂0.1～0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度、高导热ABS母粒，其特征在于：所述ABS粒子粒度为5～100目。
3.根据权利要求1所述的一种高强度、高导热ABS母粒，其特征在于：所述相容剂为PP-g-MAH或ABS-g-MAH。
4.根据权利要求1所述的一种高强度、高导热ABS母粒，其特征在于：所述增韧剂为MBS、SBS或SEBS中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高强度、高导热ABS母粒，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂2921。
6.根据权利要求1所述的一种高强度、高导热ABS母粒，其特征在于：所述石墨烯干粉厚度为1～2nm。
7.权利要求1至6任一项所述的高强度、高导热ABS母粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，对ABS粒子经过带有静电的石墨烯干粉喷涂改性，静电输出电压为10~25KV，静电输出电流为 5~15μA，出粉量为2~10g/min；
步骤2，将步骤1所得改性ABS粒子、相容剂、增韧剂和抗氧剂加入高速混合机中混合均匀，然后置于真空烘箱中烘干；
步骤3，将步骤2所得干燥好的物料送入双螺杆挤出机进行熔融混炼，经过模头挤出造粒后，得到石墨烯改性高强度、高导热ABS母粒。
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